Alterazioni della pressione ematica glomerulare

Fattori che alterano la velocità di filtrazione glomerulare

La velocità di filtrazione glomerulare rappresenta un parametro fondamentale per valutare la funzionalità renale. Essa indica la quantità di ultrafiltrato prodotto dai glomeruli nell’unità di tempo e dipende dall’equilibrio tra diverse pressioni che regolano il passaggio del plasma attraverso la membrana filtrante glomerulare.
La velocità di filtrazione glomerulare fisiologica è circa 125 ml al minuto. Questo valore può diminuire in seguito all’esposizione a farmaci o xenobiotici tossici, indipendentemente dal meccanismo specifico con cui si sviluppa il danno renale. Infatti, sia una tossicità a livello glomerulare sia una tossicità a livello tubulare determinano generalmente come conseguenza finale una riduzione della velocità di filtrazione glomerulare.

Alterazioni della pressione ematica glomerulare

Uno dei principali fattori in grado di modificare la velocità di filtrazione glomerulare è rappresentato dalle variazioni della pressione ematica all’interno del glomerulo. Questa pressione dipende principalmente dal tono delle arteriole afferente ed efferente, cioè dai vasi che rispettivamente portano il sangue al glomerulo e lo allontanano da esso.
Una vasocostrizione dell’arteriola afferente determina una riduzione della quantità di sangue che raggiunge il glomerulo. Di conseguenza diminuisce la pressione idrostatica glomerulare, cioè la forza che favorisce il passaggio del plasma attraverso la membrana filtrante. La riduzione della pressione glomerulare porta quindi a una diminuzione della velocità netta di filtrazione e, di conseguenza, della velocità di filtrazione glomerulare complessiva del rene.
Un effetto analogo si verifica in caso di vasodilatazione dell’arteriola efferente. Questo vaso ha il compito di mantenere una determinata pressione all’interno del glomerulo; quando si dilata, il sangue defluisce più facilmente e la pressione glomerulare diminuisce. Anche in questo caso si verifica una riduzione della pressione netta di filtrazione e quindi una diminuzione della velocità di filtrazione glomerulare.
Le alterazioni emodinamiche rappresentano la causa più frequente di riduzione della filtrazione glomerulare indotta da farmaci o xenobiotici. Fortunatamente, nella maggior parte dei casi si tratta di un danno funzionale e reversibile, che può essere corretto interrompendo la terapia responsabile o modificando il dosaggio del farmaco prima che si sviluppi un danno permanente.

Alterazioni del flusso plasmatico renale

La velocità di filtrazione glomerulare dipende anche dal flusso plasmatico che raggiunge il rene. Qualsiasi condizione capace di modificare il flusso sanguigno renale può influenzare la capacità del glomerulo di filtrare il plasma.
Il rene è particolarmente sensibile alle variazioni della pressione arteriosa sistemica, perché una riduzione della pressione generale del sangue determina una diminuzione del flusso plasmatico renale. Questa riduzione si riflette sulla quantità di sangue disponibile per la filtrazione e può portare a una diminuzione della velocità di filtrazione glomerulare.

Alterazioni delle membrane filtranti glomerulari

Un altro importante meccanismo attraverso cui gli xenobiotici possono modificare la filtrazione glomerulare riguarda il danno diretto alle strutture che costituiscono la membrana filtrante.
La barriera glomerulare è formata principalmente dall’endotelio dei capillari, dalla membrana basale e dai podociti, cellule specializzate dotate di prolungamenti chiamati pedicelli che rivestono i capillari glomerulari. Queste strutture permettono il passaggio selettivo delle molecole presenti nel sangue, impedendo la perdita di elementi di grandi dimensioni come le proteine plasmatiche.
Una sostanza tossica può danneggiare direttamente i podociti o alterare la struttura dei pedicelli, compromettendo la capacità filtrante del glomerulo. Anche una modificazione della carica elettrica della membrana basale può alterare la selettività della filtrazione, modificando il passaggio delle molecole attraverso il filtro glomerulare.
Quando la membrana filtrante viene danneggiata, il processo di filtrazione non avviene più correttamente e questo può contribuire alla riduzione della velocità di filtrazione glomerulare.

Alterazioni della pressione capsulare

Un ulteriore fattore che può influenzare la velocità di filtrazione glomerulare è rappresentato dalla pressione all’interno della capsula di Bowman, chiamata pressione capsulare.
Questa situazione si verifica soprattutto quando all’interno dei tubuli renali si formano precipitati o aggregati di sostanze che ostacolano il normale passaggio dell’ultrafiltrato dalla capsula di Bowman verso il sistema tubulare. L’ostruzione meccanica provoca un accumulo di liquido nella capsula e determina un aumento della pressione capsulare.
L’aumento della pressione nella capsula di Bowman si oppone alla filtrazione glomerulare, riducendo la pressione netta di filtrazione. Il risultato finale è una diminuzione della velocità di filtrazione glomerulare.
Un esempio di questo meccanismo è rappresentato dalla formazione di cilindri ostruttivi all’interno del tubulo renale, che impediscono il normale deflusso dell’ultrafiltrato e provocano un aumento della pressione retrograda a livello della capsula.

Relazione tra tossicità renale e velocità di filtrazione glomerulare

La velocità di filtrazione glomerulare rappresenta quindi un parametro comune attraverso il quale si manifesta la maggior parte delle alterazioni renali causate da farmaci e xenobiotici. Indipendentemente dal meccanismo iniziale del danno, il risultato clinicamente osservabile è spesso una riduzione della capacità filtrante del rene.
Per questo motivo la valutazione della velocità di filtrazione glomerulare è uno degli strumenti più importanti nella diagnosi e nel monitoraggio della tossicità renale. Una sua riduzione può indicare un danno a livello glomerulare, tubulare oppure un’alterazione dei meccanismi emodinamici che regolano la filtrazione.

Meccanismi principali di riduzione della filtrazione glomerulare

I principali meccanismi attraverso cui farmaci e xenobiotici possono ridurre la velocità di filtrazione glomerulare sono quindi tre. Il primo riguarda le alterazioni della pressione idrostatica glomerulare, causate principalmente da modificazioni del calibro delle arteriole afferente ed efferente.
Il secondo riguarda il danno alla membrana filtrante, con alterazioni dei podociti, dei pedicelli o della membrana basale, che compromettono la capacità del glomerulo di filtrare correttamente il sangue.
Il terzo riguarda l’aumento della pressione capsulare, generalmente dovuto alla presenza di ostruzioni tubulari che impediscono il normale deflusso dell’ultrafiltrato.
Comprendere questi meccanismi è fondamentale in tossicologia perché permette di interpretare il modo in cui diversi xenobiotici possono provocare danno renale e perché, nonostante le diverse cause iniziali, il parametro maggiormente alterato e misurato nella pratica clinica rimanga la velocità di filtrazione glomerulare.